(57)【要約】【課題】  治具を回転軸（Ｂ軸）に対して傾斜させた場合でも、油圧供給ホースや回り止め機構に無理な力が作用するのを回避でき、機械の耐久性の低下を回避できる工作機械を提供する。【解決手段】  治具１５は回転軸に対して傾斜可能に構成されており、油圧供給ホース３０の一端は、工作機械の固定側に接続され、他端は継手１９を介して上記治具１５の上端部に接続されており、上記継手１９と上記固定側とは、該継手１９の上記回転軸回りの回転を実質的に阻止し、かつ上記往復軸方向の移動を許容するよう構成された回り止め機構２２により連結され、該回り止め機構２２は、上記治具の傾斜を吸収可能に構成されている。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベッドと、該ベッド上に搭載され、工具を回転駆動する主軸と、該主軸に対して接近離反する往復軸方向に相対移動可能にかつ該往復軸と直交する回転軸回りに回転可能に上記ベッド上に搭載されたテーブルと、該テーブル上に搭載されワークを保持する治具と、該治具に油圧を供給する油圧供給ホースとを備えた工作機械において、
上記治具は上記回転軸に対して傾斜可能に構成されており、
上記油圧供給ホースの一端は、該工作機械の固定側に接続され、他端は継手を介して上記治具の上端部に接続されており、
上記継手と上記固定側とは該継手の上記回転軸回りの回転を実質的に阻止し、かつ上記往復軸方向の移動を許容するよう構成された回り止め機構により連結され、該回り止め機構は、上記治具の傾斜を吸収可能に構成されていることを特徴とする工作機械。
【請求項２】
請求項１において、加工領域側に位置する加工側パレットと待機領域側に位置する待機側パレットとを自動的に交換するパレット交換装置を備え、該パレット交換装置は、上記加工側領域と待機側領域とを画成する仕切り壁を有し、
上記回り止め機構は上記継手と上記仕切り壁とを連結していることを特徴とする工作機械。
【請求項３】
請求項２において、上記仕切り壁と上記加工側パレット上の治具とは第１油圧供給ホース及び第１回り止め機構で連結され、上記仕切り壁と上記待機側パレット上の治具とは第２油圧供給ホース及び第２回り止め機構で連結されていることを特徴とする工作機械。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れかにおいて、上記継手は、上記治具側に形成された油圧通路に連通する油圧導入通路を有し、該治具に相対回転可能に挿入された継手本体と、該継手本体に対して上記傾斜角を吸収可能にかつ相対回転不能に連結された連結プレートとを備え、
上記回り止め機構は上記往復軸を含み上記回転軸と直交する平面内で折り曲げ可能に構成されたリンク機構を備えており、該リンク機構の一端は上記固定側に、他端は上記連結プレートにそれぞれ連結されていることを特徴とする工作機械。
【請求項５】
請求項４において、上記リンク機構は筒状部材からなる第１，第２リンクを備えており、上記油圧供給ホースは、少なくとも一部が上記筒状部材内を通るように配索されていることを特徴とする工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベッド上に回転可能に搭載されたテーブルにワークを保持するための治具を搭載した工作機械に関し、詳細には、上記治具を回転軸に対して傾斜可能とした工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば横型マシニングセンタでは、パレット交換装置によりワークを保持する治具が搭載された加工側パレットと待機側パレットとを自動的に交換可能とし、加工側パレットをテーブル上に移載し、該テーブルを主軸に対して接近離反する方向（Ｚ軸方向）に移動させ、主軸に装着された工具によりワークに加工を施すように構成されている。
【０００３】
この種の工作機械では、上記治具を、例えば４つのワーク取付面を有する四角柱で構成し、該各取付面にそれぞれワークを固定し、所要のワークが主軸側を向くように治具を回転軸（Ｂ軸）回りに回転させることにより複数のワークを連続的に加工できるように構成されている。この場合、各ワークを複数の油圧式のクランプ機構により固定するのが一般的である。このように構成するとクランプ機構の数が増加することとなる。一方、油圧をテーブル側から供給するにはスペース的に限界があるため、治具の上端部から油圧を供給するように構成されたものがある。この種の油圧供給構造として、従来、例えば治具の上端部にロータリージョイント等の継手を介して油圧供給ホースを接続した構造が提案されている。この構造の場合、上記継手が治具と共に回転するのを阻止する回り止め機構を備えている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−２２６８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ワークが要求する加工内容の如何によっては、上記治具を上記Ｂ軸に対して僅かに傾斜させて加工することが能率的である場合がある。しかし治具を上記Ｂ軸に対して傾斜させた場合、上記治具をＢ軸回りに回転させる度に上記油圧供給ホースや、回り止め機構に無理な力が作用し、機械の耐久性が低下するといった問題が懸念される。
【０００５】
本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされたものであり、治具を回転軸（Ｂ軸）に対して傾斜させた場合でも、油圧供給ホースや回り止め機構に無理な力が作用するのを回避でき、機械の耐久性の低下を回避できる工作機械を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、ベッドと、該ベッド上に搭載され、工具を回転駆動する主軸と、該主軸に対して接近離反する往復軸方向に相対移動可能にかつ該往復軸と直交する回転軸回りに回転可能に上記ベッド上に搭載されたテーブルと、該テーブル上に搭載されワークを保持する治具と、該治具に油圧を供給する油圧供給ホースとを備えた工作機械において、
上記治具は上記回転軸に対して傾斜可能に構成されており、
上記油圧供給ホースの一端は、該工作機械の固定側に接続され、他端は継手を介して上記治具の上端部に接続されており、
上記継手と上記固定側とは、該継手の上記回転軸回りの回転を実質的に阻止し、かつ上記往復軸方向の移動を許容するよう構成された回り止め機構により連結され、該回り止め機構は、上記治具の傾斜を吸収可能に構成されていることを特徴としている。
【０００７】
ここで、本発明において、機械の固定側に接続され、とは治具に対する相対位置が治具の移動によってのみ変化する部位に接続されることを意味している。例えば、ベッド，パレット交換装置に接続されることとなる。
【０００８】
また本発明において、継手の上記回転軸回りの回転を実質的に阻止し、とは該回転を必ずしもゼロにする必要はなく、要は油圧供給ホースに過大な回転力が作用しない程度に上記回転を阻止すればよく、例えば上記治具の傾斜を吸収する構造との兼ね合いで若干の回転はあっても構わないとの意味である。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１において、加工領域側に位置する加工側パレットと待機領域側に位置する待機側パレットとを自動的に交換するパレット交換装置を備え、該パレット交換装置は、上記加工側領域と待機側領域とを画成する仕切り壁を有し、
上記回り止め機構は上記継手と上記仕切り壁とを連結していることを特徴としている。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２において、上記仕切り壁と上記加工側パレット上の治具とは第１油圧供給ホース及び第１回り止め機構で連結され、上記仕切り壁と上記待機側パレット上の治具とは第２油圧供給ホース及び第２回り止め機構で連結されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１ないし３の何れかにおいて、上記継手は、上記治具側に形成された油圧通路に連通する油圧導入通路を有し、該治具に相対回転可能に挿入された継手本体と、該継手本体に対して上記傾斜角を吸収可能にかつ相対回転不能に連結された連結プレートとを備え、
上記回り止め機構は上記往復軸を含み上記回転軸と直交する平面内で折り曲げ可能に構成されたリンク機構を備えており、該リンク機構の一端は上記固定側に、他端は上記連結プレートにそれぞれ連結されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項４において、上記リンク機構は筒状部材からなる第１，第２リンクを備えており、上記油圧供給ホースは、少なくとも一部が上記筒状部材内を通るように配索されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、上記油圧供給ホースを治具に接続する継手と機械の固定側とを連結する回り止め機構が、上記治具の傾斜を吸収可能に構成されているので、治具を傾斜させた状態で該治具をＺ軸方向に移動させつつＢ軸回りに回転割り出しした場合でも、油圧供給ホースや回り止め機構に無理な力が作用することがなく、機械の耐久性を向上できる。また、上記治具を垂直にしての加工と傾斜させての加工の両方を一台の機械で無理なく行なうことができ、それだけ工程集約を図ることができる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、上記回り止め機構が、加工側領域と待機側領域とを画成する仕切り壁と上記継手とを連結しているので、加工領域側と待機側領域との中間に位置する仕切り壁を効果的に利用して回り止め機構の一端を機械の固定部に連結でき、治具の上端部側から油圧供給を行いながら構造の複雑化を抑制できる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、上記仕切り壁と上記加工側パレット上の治具とは第１油圧供給ホース及び第１回り止め機構で連結され、上記仕切り壁と上記待機側パレット上の治具とは第２油圧供給ホース及び第２回り止め機構で連結されているので、パレット交換装置を備えている場合において治具を傾斜させた場合にも油圧供給ホースや回り止め機構に無理な力が作用するのを回避できる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、上記継手は、治具に相対回転可能に挿入された継手本体と、該継手本体に対して上記傾斜角を吸収可能にかつ相対回転不能に連結された連結プレートとを備えているので、簡単な構造により治具の傾斜を吸収できる。
【００１７】
請求項５の発明によれば、油圧供給ホースは、筒状部材製の第１，第２リンク内を通るように配索されているので、油圧供給ホースをコンパクトに配索でき、該ホースが治具に取り付けられたワーク等に干渉するのを回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１ないし図７は本発明の１実施形態による横型マシニングセンタ（工作機械）を説明するための図であり、図１，図２はその平面図，正面斜視図、図３，図４は動作説明図、図５，図６，図７は継手部分の模式図である。
【００１９】
図において、１は横型マシニングセンタである。この横型マシニングセンタ１では、機械正面から見て、ベッド２の奥側端部２ａに略直方体状をなすコラム３が立設され、該コラム３の前面にサドル４がＸ軸（左右）方向に移動可能に配設され、さらに該サドル４には主軸５を支持する主軸頭６がＹ軸（上下）方向に移動可能に配設されている。また上記ベッド２上には、上記コラム３の前側に位置するように加工テーブル７がＺ軸方向（主軸５に対して接近離反する方向）に移動可能に配設されている。そしてこの加工テーブル７には、該テーブル上に搭載されたパレットを鉛直方向に延びるＢ軸回りに回転割出し位置決めする割出し機構が配設されている。
【００２０】
上記サドル４及び主軸頭６は不図示のガイドレールにより移動可能に支持されており、不図示のボールねじ，サーボモータにより往復駆動される。また主軸５は主軸頭６に回転自在に支持され、不図示の駆動モータにより回転駆動される。上記加工テーブル７は固定ベッド２上に配設された左，右一対のガイドレール８，８によりＺ軸方向に移動可能に支持されており、不図示のボールねじ，サーボモータにより往復駆動される。
【００２１】
上記固定ベッド２の手前側２ｂにはパレット交換装置１０が配設されている。このパレット交換装置１０は、加工領域Ａ側に位置する上記加工テーブル７に支持された加工側パレット１１と、固定ベッド２の機械正面側（待機領域Ｂ側）に配置された待機側パレット１２とを、旋回部材１３を不図示の昇降駆動機構で昇降させるとともに旋回駆動機構で旋回軸１４回りに１８０度旋回させることにより自動的に交換するように構成されている。このようにして待機側パレット１２にセットされた次加工ワークと加工側パレット１１の加工済みワークとの交換が行なわれる。
【００２２】
上記旋回部材１３の加工側，待機側パレット１１，１２の間には仕切り壁１０ａが配置されている。この仕切り壁１０ａは、上記固定ベッド２の手前側２ｂの上方空間を加工領域Ａ側と待機領域Ｂ側とに画成し、もって加工中の切り屑やクーラントが待機領域Ｂ側に飛散するのを防止するものであり、旋回部材１３に固定され、これと共に旋回するように固定されている。
【００２３】
上記パレット１１，１２上には、ワークＷを保持するための治具１５がそれぞれ搭載されている。この治具１５は、上記パレット上に固定されたベース部１６と、該ベース部１６により傾斜機構１７を介して傾斜可能に支持されたワーク保持部１８とを備えている。上記ベース部１６は矩形板状をなしており、上記パレット１１又は１２にボルト締め等によって固定されている。
【００２４】
また上記ワーク保持部１８は４つのワーク取付面１８ａを有する四角柱状のものである。上記各ワーク取付面１８ａには、１個又は複数個のワークＷが配設されており、該各ワークＷは複数の油圧シリンダ式のロック機構により固定されている。
【００２５】
上記傾斜機構１７は、上記ワーク保持部１８ａの傾斜中心となる軸部１７ａと、該ワーク保持部１８ａを所要の傾斜状態に位置決め保持する位置決め保持部１７ｂとを備えている。
【００２６】
上記治具１５には、上記ロック機構のシリンダに油圧を供給する油圧通路が形成されている。そしてこの油圧通路の上流側開口には、上記ワーク保持部１８の上面に接続された継手１９を介して油圧供給ホース３０が接続されている。
【００２７】
上記継手１９は、上記ワーク保持部１８の上面に固定されたシリンダ状のベース部１９ａのシリンダ孔 (不図示）に回動自在に挿入された継手本体１９ｃと、該継手本体１９ｃに対して軸線が傾斜可能となり、かつ相対回転不能となるように連結された連結プレート１９ｄを備えている。なお、上記相対回転不能とは、連結プレート１９ｄと継手本体１９ｃとの間に構造上必然的に生じるガタ等による相対回転がある場合を含んでいるのは勿論である。
【００２８】
上記継手本体１９ｃは、棒状の軸部１９ｅと、該軸部１９ｅの上端部に一体形成されたフランジ部１９ｆとを有する。このフランジ部１９ｆに形成された複数の油圧導入孔１９ｇのそれぞれに上記油圧供給ホース３０が接続されている。なお、上記油圧導入孔１９ｇは、上記軸部１９ｅの表面に形成された凹溝と上記ベース部１９ａの内表面とで形成された油圧通路を介して上記シリンダ機構に連通している。
【００２９】
上記フランジ部１９ｆの上面の軸心部には、ボールジョイント２０の球状凹部をなすフィメール部２０ａが固定されており、該フィメール部２０ａには球状凸部をなすメール部２０ｂが傾動可能に係合しており、該メール部２０ｂは上記連結プレート１９ｄの中心部にねじ込み固定されている。また上記フランジ部１９ｆには外周に沿って複数のピン２１がねじ込み固定されており、該ピン２１の上端部は上記連結プレート１９ｄに形成されたガイド孔１９ｈ内に挿入されている。このガイド孔１９ｈは上記ピン２１より少し大径に設定されている。その結果、上記連結プレート１９ｄと上記フランジ部１９ｆとは、上記ピン２１とガイド孔１９ｈの径の差の分だけ上記ボールジョイント２０を中心に相対的に揺動可能となっている。これにより上記治具１５を傾斜させた場合の傾斜角を吸収可能となっている。また上記連結プレート１９ｄとフランジ部１９ｆとは相対回転不能に連結されている。
【００３０】
そして上記連結プレート１９ｄ、ひいては上記継手１９と上記仕切り壁１０ａとは、回り止め機構２２により連結されている。この回り止め機構２２は、例えば角パイプ製とされる第１，第２リンク２３ａ，２３ｂからなるリンク機構２３を備えている。この第１，第２リンク２３ａ，２３ｂの先端部同士は、連結部材２４及び上記Ｚ軸と平行に配置された水平軸２４ａ，上記Ｂ軸と平行に配置された垂直軸２４ｂを介して連結されている。また上記第２リンク２３ｂの基端部は上記Ｂ軸と平行に配置された垂直軸２５を介して上記仕切り壁１０ａの側面に連結されている。さらにまた上記第１リンク２３ａの基端部は連結部材２６を介して上記連結プレート１９ｄに固定されている。
【００３１】
上記第１，第２リンク２３ａ，２３ｂの先端部同士が垂直軸２４ｂ回りに折り曲げ自在に連結され、また両リンクの基端部が継手１９，垂直軸２５によりＢ軸回りに回動自在となっていることから、上記治具１５のＺ軸方向移動が可能となっている。また上記両リンク２３ａ，２３ｂが水平軸２４ａを介して連結されていることから、上記治具１５の移載時のＢ軸方向の移動を吸収可能となっている。
【００３２】
上記油圧供給ホース３０は、上記継手１９のフランジ部１９ｆから上記第１リンク２３ａ内，第２リンク２３ｂ内を通り、上記仕切り壁１０ａの軸１４と同軸配置された筒体１４ａを通って機械上方に延び、油圧供給源に接続されている。
【００３３】
本実施形態のマシニングセンタ１では、加工側パレット１１が加工テーブル７上に移載され、該加工テーブル７がＺ軸方向に移動し、パレット１１上の治具１５の主軸５に対向するワーク取付面１８ａに固定されたワークＷに工具Ｔで所要の機械加工が施される。そして上記ワークＷの加工が終了すると、次のワークＷが主軸５に対向するように加工テーブル７がＢ軸回りに回転割り出しされ、続いて機械加工が行なわれる。
【００３４】
このような機械加工において、ワークＷに必要とされる機械加工の如何によっては、上記治具１５のワーク保持部１８が、図７に模式的に示すように、軸部１７ａを中心に所要の角度だけ傾斜される場合がある。このようにワーク保持部１８が傾斜されると、上記継手１９部分において、継手本体１９ｃのフランジ部１９ｆ側が連結プレート１９ｄに対して上記所要角度だけ相対的に傾斜する。この場合フランジ部１９ｆに植設されたピン２１がガイド孔１９ｈ内で傾斜し、もって上記傾斜が吸収されることとなる。その結果、上記回り止め機構２２のリンク機構２３は治具１５が傾斜していない場合と同様の状態を維持する。
【００３５】
このように本実施形態では、油圧供給ホース３０を治具１５に接続するための継手１９と機械の固定側とを連結する回り止め機構２２が、上記治具１５の傾斜を吸収可能に構成されているので、治具１５を傾斜させた状態で該治具１５をＺ軸方向に移動させつつＢ軸回りに回転割り出しした場合でも、油圧供給ホース３０や回り止め機構２２に無理な力が作用することがなく、機械の耐久性を向上できる。また治具１５を垂直にした加工及び傾斜させた加工の両方を一台の機械で行なうことができ、それだけ工程集約を図ることができる。
【００３６】
また上記回り止め機構２２の一端を、加工側領域Ａと待機側領域Ｂとの中間に位置する仕切り壁１０ａを効果的に利用して機械の固定部に連結でき、治具１５の上端部側から油圧供給を行いながら構造の複雑化を抑制できる。
【００３７】
また上記仕切り壁１０ａと上記加工側パレット１１上の治具１５及び待機側パレット１２上の治具１５の両方を同一構造の油圧供給ホース３０及び回り止め機構２２で連結したので、簡単な構造により、パレット交換装置１０を備えている場合に治具１５を傾斜させた場合でも油圧供給ホース３０や回り止め機構２２に無理な力が作用するのを回避できる。
【００３８】
また上記傾斜を吸収する構造として、治具１５側のベース部１９ａに相対回転可能に挿入した継手本体１９ｃ側に植設したピン２１を連結プレート１９ｄ側の少し大径のガイド孔１９ｈに挿入する構造を採用したので、簡単な構造により上記傾斜角を吸収可能とすることができる。
【００３９】
さらにまた、油圧供給ホース３０は、角パイプ製の第１，第２リンク２３ａ，２３ｂ内を通るように配索されているので、油圧供給ホース３０をコンパクトに配索でき、該ホース３０が治具に取り付けられたワークＷ等に干渉するのを回避できる。
【００４０】
なお、上記実施形態では、治具の傾斜を吸収可能とする構造として、継手本体と連結プレートとを傾斜角吸収可能かつ相対回転不能に連結したが、本発明はこのような構造に限定されるものではない。例えば第１，第２リンクの接続部を上記傾斜を吸収可能に構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態による横型マシニングセンタの平面図である。
【図２】上記横型マシニングセンタの正面斜視図である。
【図３】上記実施形態の動作を説明するための斜視図である。
【図４】上記実施形態の動作を説明するための斜視図である。
【図５】上記実施形態の継手部分を示す模式断面斜視図である。
【図６】上記実施形態の継手部分を示す模式断面斜視図である。
【図７】上記実施形態の動作を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  横型マシニングセンタ（工作機械）
２  ベッド
５  主軸
７  テーブル
１０  パレット交換装置
１０ａ  仕切り壁
１１  加工側パレット
１２  待機側パレット
１５  治具
１９  継手
１９ｃ  継手本体
１９ｄ  連結プレート
２２  回り止め機構
２３  リンク機構
２３ａ，２３ｂ  第１，第２リンク
３０  油圧供給ホース
Ｂ  Ｂ軸（回転軸）
Ｗ  ワーク
Ｚ  Ｚ軸（往復軸）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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